Особенности работы операторов на эвм и пэвм

1.3.1. ХАРАКТЕР СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ С ЭКРАНА ДИСПЛЕЯ

Совсем не безразлично, имеет ли дело работник весь день с бумагой и письменными принадлежностями, как раньше, или с экраном и клавиатурой, пришедшими им на смену. Кроме того, оператор пере­рабатывает большой объем информации в относительно короткое вре­мя. Выполняя сложную работу на ПЭВМ, пользователь испытывает одновременно напряжение внимания, повышенные нервно-психи­ческие и, в ряде случаев, повышенные интеллектуальные нагрузки.

Одной из основных особенностей является иной принцип чтения информации, чем при обычном чтении. При обычном чтении текст на бумаге, расположенный горизонтально на столе, считывается ра­ботником с наклоненной головой при падении светового потока на текст. При работе на компьютере оператор считывает текст почти не наклоняя голову, глаза смотрят прямо или почти прямо вперед, текст (источник — люминесцируюшее вещество экрана) формируется по другую сторону экрана, поэтому пользователь не считывает отражен­ный текст, а смотрит непосредственно на источник света.

В обычной жизни мы имеем дело с невысокой фоновой яркостью и высокой контрастностью предметов, и к этому в процессе эволю­ции приспособлен наш орган зрения. При работе за дисплеем глаз считывает информацию с излучателя с высокой фоновой яркостью и низкой контрастностью. Так это конструктивно заложено в дисплеях с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).

Кроме того, изображение на экране монитора несколько искаже­но кривизной поверхности самого экрана, что вызывает дополни­тельную нагрузку на мозг. При уменьшении яркости контрастность

15падает сильнее. Для получения необходимой контрастности прихо­дится увеличивать яркость экрана. Это не только увеличивает вредные излучения (в том числе в видимом диапазоне) и снижает ресурс ра­боты дисплея, но еще больше утомляет орган зрения.

Еще одна особенность работы на ПЭВМ — спектр поглощения света глазом не совпадает со спектром излучения от дисплея. Другие особенности считывания информации с экрана дисплея будут рас­смотрены в п. 1.6.

1.3.2. УСТРОЙСТВО СРЕДСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ (дисплея)

Качество монитора в основном определяется четырьмя характерис­тиками. Это: ширина полосы пропускания видеосигнала; частота кад­ровой развертки; разрешающая способность; размер экрана по диа­гонали.

Все эти характеристики определяют визуальные параметры экра­на дисплея.

Ширина полосы пропускания видеосигнала определяет скорость, с которой монитор может принимать управляющий сигнал от платы видеоконтроллера. Более широкополосные мониторы обеспечивают лучшую четкость и контурную резкость изображения, особенно в гра­фическом режиме.

Частота развертки — это величина, неразрывно связанная с раз­решающей способностью. Она определяет, как часто в единицу вре­мени электронный пучок «обегает» поверхность экрана. Естественно, что чем больше частота развертки, тем выше разрешающая способ­ность экрана монитора.

Наиболее вредными (но наиболее широко распространенными в настоящее время) считаются дисплеи с ЭЛТ с частотой 50-75 Гц, поэтому западные профсоюзы рекомендуют прекратить производство ЭЛТ для ВДТ.

Разрешающая способность характеризуется межточечным интер­валом, который указывает расстояние между центрами светящихся точек люминофора на экране ЭЛТ, воспроизводимых как минималь­ные структуры изображения. Чем меньше межточечный интервал, тем мельче точки (меньше пиксельность) и тем выше разрешающая спо­собность экрана, которая определена как способность воспроизво­дить мелкие детали изображения. Применительно к мониторам она измеряется числом точек, из которых состоит изображение размером в полный экран. Так, разрешение 640 х 480 означает, что монитор способен воспроизводить 640 точек по горизонтали и 480 точек по вертикали.

Недостаточная четкость символов на экране ВДТ отрицательно влияет на орган зрения и создает дискомфорт оператору. Это связано с пульса­цией, структурой символов и яркостью изображения на экране.

Изображение символов на экране состоит из штрихов или точек, а также сочетаний штрихов и точек. Установлено, что символы из точек более удобны при считывании. Видимый растр (группы гори­зонтальных строк) или набор строк снижают удобочитаемость. Уве­личение матрицы с5х7до7х9 увеличивает удобочитаемость (на 14 % увеличивается время реакции, на 10 % снижается число ошибок), т.е. рекомендуется матрица 7х9.

Оптимальные размеры знаков определяются, с одной сторо­ны, достаточными для идентификации размерами, а с другой — размеры знаков не должны быть большими, так как тогда при чтении в поле зрения оказывается недостаточное количество зна­ков. Рекомендуется оптимальная высота знаков 3,8 мм при считы­вании их на расстоянии 0,6 м. Разрешающая способность зависит от диаметра единичной точки и расстояния между точками, кото­рые должны быть оптимально подобраны с учетом чувствитель­ности оператора.

Расстояние между строками текста определяется саккадным (очень быстрым) движением глаз и должно увеличиваться с возрастанием длины строки. Четкость и расплывчатость символов, т.е. яркость в пре­делах точки не постоянна и изменяется при каждом пробеге сканиру­ющего луча. Следует иметь в виду, что яркость экрана и изображений на нем при позитивной полярности (наличие темных знаков на свет­лом фоне) в 2-2,5 раза выше, чем при негативной полярности (нали­чие светлых знаков на темном фоне).

При утверждении, что адаптация органов зрения зависит от сред­ней яркости, экран с позитивной полярностью должен обеспечить более высокую остроту зрения.

При утверждении, что адаптация органов зрения зависит от мак­симальной яркости, экран с негативной полярностью должен обес­печить высокую остроту зрения.

Установлено, что контраст объекта различения (экран ВДТ) и объекта фона (окружающие предметы) для ближнего поля зрения должен составлять 1/3, а для дальнего зрения 1/10.

Мнимое изображение лица оператора можно наблюдать на рас­стоянии 22 см позади экрана. Его необходимо устранить или суще­ственно снизить, так как наблюдение за текстом на экране и мнимо­го изображения лица оператора вызывает раздражение и дискомфорт.

Блесткость может вызывать дискомфорт и снижать работоспособ­ность. Установлено, что при яркости до 2100 кд/м² имеет место дис­комфортная блесткость. Дискомфорт от блесткости снижается при увеличении яркости экрана и снижении освещенности в помещении до оптимальной.

Для негативной полярности (наличие светлых знаков на темном фоне) уровень яркости символов составляет 7-160 кд/м². Рекоменду­емая яркость составляет 23-42 кд/ м².

Яркость несветящихся участков экрана составляет 1-50 кд/м². При больших значениях яркости может возникнуть снижение контраста, которое влияет на правильность считывания текста.

17Экспериментальным путем установлено, что максимальная яркость фона рядом с символом составляла 17-82 % от яркости символа. Ре­комендуемая на основании проведенных исследований яркость фона рядом с символом должна составлять 13-45 %.

Установлено, что контраст между пикселями символа и пикселя­ми внутри контура символа («внутренний контраст», например, в букве О) больше влияет на органы зрения, чем «внешний контраст».

Современные ПЭВМ, ЭВМ, ВДТ имеют свои конструктивные особенности, поскольку одни из них выполнены на электронно-лу­чевых трубках (ЭЛТ), другие »- на буквенно-цифровых индикаторах, третьи — с матричными и твердотельными панелями, на жидких кри­сталлах и т.д.

Многочисленные исследования показали, что качество дисплея необходимо оценивать еще по одному показателю, а именно — по характеру спектрального распределения люминофора.

Характер спектрального распределения люминофоров определяет точность цветопередачи смешанных цветов. Он отличается от при­вычного для органа зрения спектра излучения естественного света. Любой цвет на экране является результатом смешения всего трех цветов (синего, зеленого, красного), однако каждый из цветов имеет свои

особенности.

Спектр излучения зеленого люминофора охватывает почти весь

видимый световой диапазон, что ограничивает возможность точной качественной цветопередачи смешанных цветов.

Спектр излучения красного люминофора, напротив, очень узок и сдвинут в дальнюю красную область с максимумом излучения при

620-630 нм.

В результате этого спектральное распределение света при белом

свечении экрана (это наиболее рациональная смесь трех люминофо­ров) существенно отличается от принятого в светотехнике белого освещения. Яркость белого экрана дисплея в полосе длин волн 570-615 нм оказывается в три раза ниже, чем в остальных областях види­мого света.

Однако именно этот диапазон света для человека является наибо­лее комфортным (так получилось в процессе его эволюции).

Исследования, выполненные в последние годы в Институте биохи­мической физики РАН и в Московском НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, показали, что длинноволновое положение спектра излучения красного люминофора неизбежно расширяет диапазон хро­матической аберрации глаза. Хроматическая аберрация — это рассеива­ние света в оптических системах вследствие использования в них немо­нохроматического, т.е. белого света; она проявляется в образовании у изображений, формируемых на сетчатке глаза, цветных контуров.

Одним из следствий этого является нечеткость передачи изобра­жения с экрана дисплея на сетчатку глаза. Это вызывает повышение аккомодационной нагрузки, и так очень высокой при работе на ПЭВМ.

Дисплеи с ЭЛТ. Источником электронов является катод. Решетка исполь­зуется для управления интенсивностью электронного луча и имеет напря­жение от 10 до 100 В. Блоки анодов разгоняют и фокусируют луч, что достигается изменением потенциалов определенного анода от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт (в современных цветных ЭЛТ — до 25-27 кВ). Отклоняющее устройство направляет луч в определенную зону экрана. Стеклянная трубка с глубоким вакуумом может быть изготовлена из материала, который обеспечивает определенную защиту от электричес­ких полей и, в меньшей степени, — от магнитных полей. ЭЛТ имеет внут­ренний слой из металла, к которому подводится высокое (анодное) на­пряжение до 25 кВ и который отражает излучаемый люминофором свет в сторону пользователя и увеличивает яркость изображения на экране.

Наружный металлический слой выполнен из флюоресцентного материала, в котором энергия электронов превращается в свет. При работе дисплея образуется мягкое рентгеновское излучение (при воз­действии пучка ускоренных электронов на анод трубки и выбивании вторичных электронов). Однако практически у 100 % современных ПЭВМ оно не фиксируется на рабочем месте пользователя и не пред­ставляет опасности.

Другие сведения будут приведены при рассмотрении вредного воз­действия эмиссионных параметров дисплеев.

Дисплеи с ЖКТ. В них отсутствует высоковольтный блок строчной развертки, и суммарное вредное излучение определяется почти пол­ностью импульсными блоками питания (сетевой адаптер, блок пита­ния электроники, блок питания люминесцентной лампы, подсвечи­вающей изнутри плоский экран). Процессор расположен в считанных миллиметрах от дна корпуса, выполненного, как правило, из пласт­массы. Этот корпус не защищает от излучений, которые регистриру­ются под ПЭВМ (типа «Notebook»).

Дисплеи таких ПК представляют собой матрицу из жидкокристал­лических элементов. К сожалению, далеко не у всех ПЭВМ экраны имеют антибликовые покрытия, а качество изображения на экране часто уступает изображению на дисплеях с ВДТ. Нередки случаи, когда коэффициент зеркального отражения таких экранов близок или даже превышает коэффициент для обычного стекла.

Наиболее распространены в настоящее время в России следую­щие типы дисплеев ПЭВМ:

Artist — это 19-дюймовый цветной монитор с видеоконтролле­ром, обеспечивающим разрешение 1024 х 1024 точки и воспроизво­дящим 256 цветов. Работу с ним поддерживает программа автомати­зированного проектирования AutoCad.

Viking — 19-дюймовый монохромный монитор белого свечения с видеоконтроллером, обеспечивающим воспроизведение одноцветного изображения с разрешением 1024 х 768 точек.

Full-page — название этого монитора — не имя собственное, а лишь характеристика формата экрана, располагающегося в непривычной вертикальной ориентации. Монитор монохромный, имеет раз­решение, аналогичное предыдущему, но позволяет при работе с из­дательскими системами выводить на экран изображение в размере полной стандартной страницы текста.

Multiscan и multisynk — это семейство моделей мониторов, способ­ных работать с разными частотами развертки, обеспечивая разную раз­решающую способность. Их размеры колеблются от 14 до 21 дюйма, а разрешение от 640 х 480 до 1280 х 1024 и выше. Использо­вание таких мониторов позволяет использовать, например, адаптер VGA MAGIC в режиме сверхвысокого разрешения 1024 х 768, а при 800 х 600 получать насыщенные цвета 256 оттенков. Эти мониторы могут работать под управлением большого числа программ: графичес­ких редакторов PaintBrush и EGA Paint, среды Windows, программы AutoCad и многих других. Таким образом, это самые «широкопрофиль­ные из узкопрофильных» специальных видеосистем для ПЭВМ.

Самыми безопасными считаются дисплеи с установленной защи­той по методу замкнутого металлического экрана. Этот физический принцип реализуется путем создания дополнительного металличес­кого внутреннего корпуса, замыкающегося на встроенный защит­ный экран. В результате таких мер величины электрического и элект­ростатического полей удается понизить до фоновых значений уже на расстоянии 5-7 см от корпуса, а в сочетании с системой компенса­ции магнитного поля такая конструкция обеспечивает максималь­ную безопасность для пользователя.

Один из таких мониторов использовался в экспериментах по изу­чению физиологического состояния оператора. Эксперименты пока­зали минимальный уровень гормональных изменений и соответствие нормальному состоянию физиологических показателей операторов.

К сожалению, подобные модели мониторов в 2-2,5 раза дороже обычных и в нашей стране встречаются чрезвычайно редко. Более 80 % используемых в России в настоящее время ПЭВМ были выпу­щены до 1996-1997 гг.

В литературе есть сведения о некоторых типах мониторов, имею­щих сертификаты по электромагнитной безопасности. В частности, мониторы следующих фирм удовлетворяют требованиям стандарта MPR-II к уровню ЭМИ:

Acer GVC Maxtech Sampo ADI Huindai Mitsubishi Samsung AOS IBM Nanao Samtron Apple Liyama NEC Sigma Compaq Lkegami Nokia Design Comestone KDS Optiquest Smile CTX Kenitec Packard Bell Sony Daewoo KPC Panasonic Sceptre Darius LG Electr. Philips TVM Digital Liberty Princeton Viewsonic Delta Socos MAG Radius ZDS ETC

Приведенные ниже модели мониторов указанных фирм соответ­ствуют требованиям стандарта ТСО'92:

ADI System — microscan 5V,

Apple Computer — applevision 1710,

Compaq Computer — V70,

CTX International — PR700,

EISO Nanao Technologies — Hexscan TX-C7SJ2-17TS,

LG Electronics — модели категории «Т»,

MAG Technology — MXP17F,

Nokia Display Products — Multigraph 447Xav,447Xi,

Panasonic Computer Peripheral — Panasonic S 17, 17MM, TX-T1563, TX-T1562F,

TX-D1734, TX-D1734F,TX-D2162, TX-D1753, Pro 5G,

Philips — Brilliance 17A,

Samsung Electronics,

Sceptre Technologies — CL-617GL+,

Sony Electronics — Multiscan 17se II,15,17,20sf II,100SF,

Viewsonic - 15GS, 17PS, PT770, PT810, PT813, Professional Series.

В то же самое время на российском рынке имеются мониторы, которые изготовлены с нарушением технологии и поэтому не удов­летворяют требованиям принятых международных стандартов. Все мо­ниторы этого уровня перечислить невозможно — их великое множе­ство, но на модели, перечисленные ниже, следует обратить внима­ние, чтобы избежать ошибки при покупке:

Amazing СМ-1528: стандарт MPR-II — уровень переменного магнитного поля превышен в 1,9 раза.

ADI microscan 3G (4G): стандарт MPR-II — уровень переменного магнитного поля превышен в 1,5 (2) раза.

Amax Impression 3, Impression 5: стандарт MPR-II — уровень переменного магнитного поля превышен в 1,8 раза.

AOS Spectrum Series 4N, 5S: стандарт MPR-II — уровень переменного электрического поля превышен в 1,7 раза.

Intra 14CH116: со стороны боковых и задней стенок стандарт MPR-II превышен в 1,3 раза.

Mitsuba V715VS: стандарт MPR-II по уровню переменного магнитного поля превышен в 1,3 раза.

Samtron SC431-VII: стандарт MPR-II по уровню переменного электрического поля превышен в 1,3 раза.

Orchestra's The Trombone, The French Horn: стандарт MPR-II по уровню переменного поля превышен в 2 раза.

Relisys RE-1564 (TF-1560): стандарт MPR-II по уровню переменного магнитного поля превышен в 1,31 (1,6) раза.

Sampo Alfa Scan 15. Scan Plus: стандарт MPR-II по уровню переменного магнитного поля превышен в 2,2 раза.

TVM Low Radiation 4A+: стандарт MPR-II по уровню переменного магнитного поля превышен в 1,8 раза.

Wen JK 1565 Color Monitor, стандарт MPR-II по уровню переменного магнитного поля превышен в 2,2 раза.

Для подобных мониторов в обязательном порядке рекомендуется дооснащение — прежде всего это приэкранный защитный фильтр класса «'полная защита» для экрана монитора, ослабляющий пере­менное электрическое и магнитное поля.

Согласно требованиям норм результаты тестирования, а также время и место его проведения (название лаборатории) указываются в сертификате, копии которого (с синей печатью) должны быть у продавца.

К сертификатам, выданным ранее 1997 г., т.е. раньше выхода но­вых стандартов, следует относиться крайне осторожно. Дело в том, что далеко не все испытания были проведены аккредитованными (уполномоченными) на то организациями (см. ниже) в соответствии с требованиями новых норм и с применением разрешенных для та­ких замеров приборов контроля (см. раздел 2, п. 2.5).

Подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже.